• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.134-134
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• 2010

Recently, the interest of the study about IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle), one of New & Renewable Energy technologies, bas been increased due to the United Nations Framework Convention on Climate Change, the Low Carbon Green Growth policy, etc. Also, with this interest of IGCC, the study on the gas turbine utilizing the synthetic gas is performing actively. In the study of the gas turbine characteristic, the power performance and the combustion efficiency are mainly discussed and also the concern about the exhaust gas is being taken care of due to the increasing awareness of the environment. With this, we would like to go over the exhaust gas emission characteristic by the synthetic gas inflow in this test. In order to conduct such a test, we constructed a synthetic gas supplying system to supply the synthetic gases ($H_2$: hydrogen, $N_2$: nitrogen, CO: carbon monoxide, $CO_2$: carbon dioxide, and $H_2O$: steam) quantitatively and this combustion test was conducted by controlling the supplied synthetic gases artificially. The concentration of the exhaust gases appeared variously depending on the differences of the inflow nitrogen amount and the steam amount, whether or not the carbon dioxide flow in and so on. The results of the test can be able to be utilized for the IGCC study by understanding the exhaust gas emission characteristic of the coal gas turbine by synthetic gas composition.

• 청정기술
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• 제7권3호
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• pp.187-194
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• 2001

석탄가스화 복합발전(IGCC)의 탈황공정에 사용되는 비아연계 탈황제 중 경제성이 우수한 천연망간광석을 이용하여 황화수소 제거반응에 대한 특성을 연구하였다. $H_2S$와 천연망간광석 탈황제 사이의 반응에 대한 초기 반응 속도를 $400{\sim}800^{\circ}C$의 온도범위에서 열중량 분석기로 실험하였다. 그 결과로 황화수소 제거반응 시 초기 반응은 1차 반응이었고, 반응속도상수는 Arrhenius 식에 잘 적용할 수 있었다. 또한 황화반응이 확산에 의해 제어되는 조건에서 농도 구배가 선형을 나타내었으며, 이를 통하여 유효 확산 계수를 온도에 따른 Arrhenius식으로 나타내었다. 이 결과를 통하여 황화 반응 시 확산에 대한 활성화 에너지와 반응 빈도 인자를 구하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.361-363
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• 2008

탄소 개질반응은 $1200^{\circ}C$(도1) 이상에서 모든 탄화물질과 수분 또는 $CO_2$ 사이에서 흡열/환원반응이 일어나서 합성가스를 생성한다. 개질반응로는 산화반응로와 연결되어, 수소가스와 CO 가스의 혼합인,합성가스가 산화반응로 내에서 산소가스와 연소하여 열과 $H_2O+CO_2$를 생성하여 환원 반응로 내로 유입되어, 환원 반응로를 $1200^{\circ}C$ 이상으로 유지하고, $H_2O$와 $CO_2$는 석탄 속의 모든 탄소를 CO로 개질한다(도2). 동시에 수소가스가 생성되어 합성가스를 생성하게 된다. 석탄 속의 비탄소 물질인 슬래그(Slag)는 개질로 내에 남게 되는데, 개질로를 슬래그 융점(non-fluid point) 이하에서 고체상태로 포집함으로서 Fly-ash로 처리된다. 개질로 내의 온도를 $1200{\sim}1300^{\circ}C$(석탄 슬래그 융점)로 유지함으로서 개질반응이 지속되어 합성가스가 생성된다. IGCC 시스템에서는 합성가스를 가스터빈 속에서 $O_2E가스와 연소하여 고온의 가스를 생성하여 터빈을 가동해 발전을 하고 배출가스를 $1500{\sim}1700^{\circ}C$에서 배출한다. 재래식 IGCC(도4)에서는 ${\sim}1500^{\circ}C$의 배출가스를 열교환 시스템에 의해 증기를 생성하여 Steam turbine(증기터빈)을 가동하여 추가 전력을 생산했다. 그러나 본 시스템에서는 배출가스(증기와 $CO_2E 가스)를 위의 개질로에 유입하여 개질로 온도를 $1200{\sim}1300^{\circ}C$로 유지함으로서 더 많은 합성가스를 생성 하게 된다(도3). 이렇게 하여 Oxidation-reduction cycle을 형성하게 된다. 새로운 IGCC 시스템에서 가스 터빈의 배출가스가 석탄 개질로에 연결되고 석탄개질로의 합성가스 출구가 가스터빈의 가스 입구에 연결됨으로서,외부에너지 주입 없이 지속 가능한 가스화 반응과 터빈 사이클(Cycle)을 완성하여 IGCC 시스템의 석탄 열효율을 1단계 상승시켰다. 이렇게 설계된 석탄가스화기는 Lurgi형 석탄가스화 기와 달리 석탄개질반응의 효율을 높일 수 있고, 슬래그 처리가 간단하기 때문에 석탄가스화기가 소형화 될 수 있으며 슬래그(Slag)용융에 따른 석탄가스화기의 외벽손상을 피할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.345-348
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• 2008

본 연구에서는 가스화 반응, 수성가스 전환 반응, 메탄화 반응 등으로 구성된 SNG제조 공정에 대한 해석을 통해, 석탄 촤의 가스화 반응에 의해 생성된 합성가스를 이용한SNG제조 공정 특성을 파악하고자 하였고, SNG제조 공정 중 가스화 공정에 대한 실험을 통해 가스화 공정의 조건에 따른 합성가스 발생 특성 및 메탄화 반응의 특성을 살펴보았다. 석탄 촤를 대상으로 하여 가스화 공정의 $O_2$/feed ratio와 steam/feed ratio 조건 변화에 따른 합성가스 발생 특성을 살펴본 결과 steam을 투입하지 않은 경우 발생되는 합성가스 중 CO의 농도는 55$\sim$65%, $H_2$ 9$\sim$11%, $CO_2$ 24$\sim$29% 범위였고, $O_2$/feed ratio가 증가할수록 CO의 농도는 증가하고, $H_2$와 $CO_2$의 농도는 감소하는 경향을 나타내었다. 또한,steam을 투입하는 경우 합성가스 중 CO의 농도는 20$\sim$37%, $H_2$ 16$\sim$18%, $CO_2$ 42$\sim$55% 범위였다. 메탄화 공정 해석 결과 메탄의 농도를 최대로 얻을 수 있는 조건은 $H_2$/CO 비가 3인 조건이었고 온도가 낮을 수록 생성농도가 높아짐을 알 수 있었다. 가스화 특성 실험 결과 및 공정해석 결과, 메탄화 반응에 대한 실험 및 공정해석 결과는 고체시료의 가스화 반응을 통해 발생한 합성가스를 이용한 SNG 제조 공정 특성 파악 및 SNG를 제조하기 위해 필요한 단위 공정에 대한 설계 자료 및 운전조건을 결정할 수 있는 주요 인자로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권5호
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• pp.433-440
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• 2020

콘크리트 공사에서 타설완료 후 마감작업은 표면 평활화, 수밀성 향상, 침하 및 소성수축 균열방지 등의 목적으로 반드시 실시되어야 한다. 그런데, 표면마감작업은 초결과 종결 사이의 소성상태에서 실시 되어야 하는데, 종전의 경우는 기능공의 감에 의해 결정되었다. 이에 일본의 Kato junjj는 초결의 경우 반구형 듀로미터, 종결의 경우 핀형 듀로미터로 추정하는 것을 제안한 바 있다. 그렇지만, 2개의 듀로미터를 사용함의 번잡함 및 시멘트 페이스트의 기기내부 침입으로 인한 고장의 원인이 됨에 따라 본 연구에서는 반구형 듀로미터의 침을 원주형으로 변형시킨 개량형 듀로미터로 개발하였다. 이때 개량형 듀로미터의 사용 가능성은 결합재로 플라이애시의 치환율, 골재에 Coal gasification slag의 치환율을 변화시킨 콘크리트 배합에 적용하여 사용 가능을 분석하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제25권5호
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• pp.14-27
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• 2016

청정석탄기술 중 하나인 석탄가스화 복합발전기술의 이론적 고찰 및 주요단위공정에 사용되는 고온건식 탈황제의 연구 및 기술개발 동향을 조사하였다. 고온건식 탈황제 개발의 중요한 요소는 반응성, 내구성 및 내마모성에 있으며, 탈황제 종류는 칼슘계, 아연계, 망간계, 철계, 구리계 등이 있다. 현재 고온건식 탈황제의 경우 선진국을 중심으로 아연계 탈황제 제조기술이 가장 상용화 단계에 있으며, 국내에서도 다양한 지지체를 사용하여 가격이 저렴하고 성능이 우수한 아연계 및 비아연계 고온건식 탈황제의 상용화를 위한 연구개발이 진행 중에 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.285-292
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• 2022

본 연구에서는 IGCC에서 발생되는 CGS를 각각의 전처리 공정마다 콘크리트 잔골재 품질 평가를 수행하였다. 전처리 공정 시스템은 순환 잔골재 생산설비를 기반으로 구축되었다. 각각의 전처리 공정 시스템에 따른 측정값을 반복측정 분산분석을 통해 전처리 공정의 통계적 유의성을 분석하였다. 분석결과 전처리 공정 시스템 전·후의 CGS 잔골재 품질의 경우 밀도는 5.2 % 상승, 흡수율은 1.86 % 감소, 0.08 mm체 통과량은 2.25 % 감소, 조립률 및 입도분포 또한 입도 조정이 가능한 것으로 나타났다. 결국, 전처리 공정 시스템은 CGS의 불순물을 제거하고 입도를 개선시켜 물리적 성질 및 입자특성이 향상됨을 확인할 수 있으며, 잔골재로서의 활용하기 위한 CGS의 품질을 KS F 2527에서 규정하고 품질기준 범위 이내로 개선할 수 있는 것으로 나타났다.

• 에너지공학
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• 제6권2호
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• pp.176-187
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• 1997

석탄가스화 복합발전시스템의 성능을 평가하기 위한 방안의 일환으로, 석탄시료의 탄종과 공급방식을 변경하면서 정적 시스템모사방법을 사용하여 생성 석탄가스의 발열량과 발전효율을 비교하였다. 석탄의 탄종은 유연탄 3종과 아역청탄 3종을 비교하였고 공급방식은 분류층 가스화기에서 사용되는 건식과 습식 두 가지에 대하여 비교하였다. 시스템 모사방법의 검증을 위해서는 모사결과를 Shell사와 Texaco사에서 발표된 같은 석탄시료에 대한 실증자료와 비교하여 사용된 모사방법이 적절함을 입증한 후 다른 시료에 대하여 모사방법을 적용하였다. 탄종에 따른 결과를 보면, 석탄내 탄소분이 많을수록 가스화에 의한 생성가스의 발열량과 발전효율 모두 증가하는 경향을 보이며 습식공급방식이 건식방식에 비해 탄종변화에 민감한 결과를 보였다. 특히, 습식공급 방식으로 아역청탄을 사용하는 경우는 생성가스의 발열량과 발전효율의 측면에서 유연탄에 비해 현저히 낮은 수치를 보여주고 있어 이용에 제한적임을 추정할 수 있었다. 발전효율 측면에서는 건식 석탄주입방식이 아역청탄의 경우 최대 3%, 유연탄의 경우 1% 정도의 효율이 습식방식에 비해 높게 모사 되었다.

• 에너지공학
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• 제13권1호
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• pp.1-11
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• 2004

가스화기술은 전세계적으로 수소에너지 사회로 진입하는 과정에서 필요한 대량수소 공급체계를 구축하는데 중단기적으로 필요한 기술이다. 장기적으로는 풍력이나 태양광과 같은 순수한 재생가능에너지에 기반한 수소공급 체계로 발전될 것이나, 향후 10-20년간 대량수순 제조가 필요하다면 경제성이 있는 기술을 $CO_2$ 발생이 최소화되면서 효율도 높은 기술로 발전시켜 적용하는 방향으로 진행될 것이다. 특히, 국내에서는 천연가스, 석탄, 중질잔사유, 폐기물, 바이오매스 등의 원료로부터 출발한 수소제조가 경제적인 측면에서 유리하므로 최소한 중단기적으로는 활용될 것으로 보인다 수소에너지 이슈가 부각되는 배경중의 하나가 기후변화협약에 대응한 $CO_2$저감의 필요성이므로, 이들 중단기적으로 활용될 원료들의 수소제조기술들은 반드시 $CO_2$저감이 가능한 기술로서 개발되어야 한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권1호
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• pp.27-31
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• 2015

내화물은 슬래그 등과의 화학반응뿐만 아니라 입자 충돌이나 마찰에 의한 물리적인 마모도 일어난다. 그러나 내화물의 에로젼에 의한 마모에 대해서는 거의 알려져 있지 않다. 본 실험에서는 내화도가 1300과 $1500^{\circ}C$인 캐스터블에 대해서 SiC 마모입자의 입사 각도에 따른 마모량의 변화를 분석하였다. 그 결과 최대 마모량을 나타내는 각도는 입자가 내화물에 수직으로 부딪힐 때가 아니라 $60{\sim}75^{\circ}$로 입사될 때인 것을 알았다. 또한 내화물의 기공률이 에로젼 마모에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 생각되었다.